열반응형 4D 프린팅을 적용한 곡면형 성형회로 부품 제작 연구 (A Study on Fabrication of Curved Molded-Interconnect Device Using Thermoresponsive 4D Printing)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 47권 / 3호 / 229 ~ 236페이지
· 저자명 : 이주연, 이민종, 손용우, 윤정훈, 박근

초록

4D 프린팅은 3D 프린팅 기술에 시간에 대한 형상 변화를 추가한 개념으로, 3D 프린팅으로 제작된 제품에 외부 자극을 가하여 형상을 변화시킨다. 본 연구에서는 열반응형 4D 프린팅 기술을 이용하여 곡면형 성형회로 부품(MID)을 제작하기 위한 기술을 개발하고자 한다. 이를 위해 플라스틱 몸체부 안에 금속 도선이 삽입된 평면형 MID 키패드를 설계하였고, 압출 적층형 3D 프린팅 공정을 사용하여 도선이 삽입된 플라스틱 키패드 프레임을 제작하였다. 특히 압출 적층형 프린팅에서 출력 경로를 인위적으로 조절함으로써 면내 열적 이방성을 부여하였으며, 열적 자극을 인가하여 굽힙 변형이 발생되도록 하였다. 상기 4D 프린팅 과정에서 원하는 곡률을 형성할 수 있도록 가열장치가 삽입된 고정구를 제작하여 사용하였으며, 결과적으로 높은 형상정밀도 및 반복재현성을 보장하는 4D 프린팅 기법을 개발하였다.

영어초록

4D printing is an advanced application of 3D printing with additional shape changes over time, which deforms additively manufactured parts using external stimuli. In this study, a thermoresponsive 4D printing method was developed to fabricate a molded-interconnect device (MID) with a curved shape. For this purpose, a flat MID keypad was designed to contain conductive circuits in a nonconductive plastic base. The flat MID keypad frame was then additively manufactured using a material extrusion (ME)-type 3D printer, by interactively inserting several conductors during the printing process. In ME-type printing, printing paths were programmed to have planar thermal anisotropy and thus induce bending deformation under thermal stimuli. A curved fixture was designed to install a hot air gun and thus guide thermal deformation to have the desired curvature, from which a facile 4D printing method could be developed with high dimensional accuracy and repeatability.

참고자료

· 없음